Modélisation non entière et non linéaire d'un accumulateur lithium-ion en vue de la mise en oeuvre d'observateur pour l'observation de variable interne

• Auteur / Autrice : Mathieu Merveillaut
• Direction : Jocelyn Sabatier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, productique, signal et image
• Date : Soutenance le 20/01/2011
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Brigitte d' Andréa-Novel, Claude Delmas, Franck Guillemard, Alain Oustaloup, Denis Porcellato
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvain Franger, Mohammed M'Saad

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles

Batteries lithium-ion

Mots clés libres

Automobile

Observation

Accumulateurs lithium-ion

SOC

Dérivation non entière

Systèmes non entiers

Modèle électrochimique

Car

Lithium-ion battery

SOC

Non-integer derivation

Non integer systems

Electrochemical model

Observation

Résumé

Avec l’apparition du véhicule électrique, le besoin électrique est en progression constante. La taille des batteries étant contrainte et leurs performances étant limitées, il est devenu indispensable de disposer d’une Gestion de l’Energie Electrique (GEE) performante. Il est donc nécessaire de maitriser l’énergie et la puissance disponibles de l’accumulateur grâce à des estimateurs d’états internes. Ce travail de thèse présente une étude détaillée de la modélisation des accumulateurs lithium-ion à partir de la théorie des électrodes poreuses ainsi que des méthodes de paramétrisation de ces modèles. Sur la base de cette étude, des structures d’observation de l’état de charge d’un accumulateur lithium-ion ont été créées. Ces structures permettent d’estimer l’état de charge de manière fiable tout en prenant en compte des erreurs de mesures des courants et tensions mises en jeu.

In electric cars, electrical need increases continuously. Since, the battery size is limited and its performances do not improve any more, it is essential to have a high-performance electrical energy management. It is thus necessary to control the battery resources, in terms of available energy and power, thanks to an ageing-integrated state estimator. This thesis work presents a detailed study of the modeling of the lithium-ion battery thanks to the porous electrodes theory and parameterization methods of these models. Following this study, structures of observation of the SOC of lithium-ion batteries has been made. Those structures allow us to estimate the Soc in a reliable way taking into account of currents and voltages errors involved.